Повышение надежности буровых станков совершенствованием системы технического обслуживания и ремонта: В условиях СП «Эрдэнэт»

Актуальность работы. Горнодобывающая промышленность Монголии — одна из ведущих отраслей, определяющих экономическое развитие страны. В задачах, поставленных перед горной промышленностью страны, отражено требование по повышению экономической эффективности использования горного оборудования на основе внедрения в производство передовой техники и технологии. Исследования показывают, что действующая система технического обслуживания и ремонта (ТОиР) на горных предприятиях страны низко эффективна и имеет ряд недостатков: ремонтно-регулировочным работам подвергаются механизмы и узлы, находящиеся в удовлетворительном состоянииразвивающийся в период эксплуатации отказ обнаруживается и устраняется только в период проведения регламентированных работбольшие простои оборудования в регламентированных ремонтахнеизбежны аварийные отказы в промежутках между регламентированным обслуживанием. Естественно, что это приводит к большим эксплуатационным издержкам: снижению эксплуатационного ресурса машин и механизмовувеличению трудовых и материальных затрат в результате несвоевременности проведения восстановительных работ и несоответствия их объема и содержания фактическому состоянию оборудования. Большое значение в нынешних условиях приобретает проблема обеспечения высокой технологичности горного оборудования при ремонтах, т. е. совокупности свойств, позволяющих добиться при ремонтах оптимальных затрат времени, труда и средств. Следует отметить, что исследования по установлению уровня ремонтной технологичности горного оборудования на горных предприятиях Монголии до настоящего времени проводились недостаточно. В связи с этим можем утверждать, что разработка методов и средств, рекомендаций, повышающих ремонтную технологичность основного оборудования в нашей стране, является актуальной научной задачей.

Цель работы. Цель настоящей работы заключается в повышении надежности совершенствованием системы технического сервиса буровых шарошечных станков, эксплуатируемых в условиях Монголии (СП «Эрдэнэт»).

Идея работы — повышение работоспособности и эффективности использования ресурсов буровых станков в процессе его обслуживания достигается соответствием требуемого технического состояния оборудования формируемой системой технического сервиса.

Методы исследования, использованные в работе: метод системного анализа и синтезаматематического моделирования с использованием ЭВМпроизводственно-экспериментального исследованияметоды анализа результатов наблюдений с использованием математического аппарата теории вероятностей и математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Низкая надежность буровых станков, эксплуатируемых в условиях Монголии, главным образом обусловлена несовершенством системы технического обслуживания и ремонта горного оборудования;

2. Математическая модель динамики старения буровых станков в условиях СП «Эрдэнэт», в которой рассмотрено изменение параметра, наиболее полно отражающего динамику старения — параметра потока отказов со (0 в процессе эксплуатации;

3. Математическая модель надежности бурового станка при эксплуатации, в которой рассмотрен комплексный показатель, характеризующий надежность в целом — коэффициент технического использования Кт и в зависимости от времени наработки на отказ и времени восстановления машины.

4. Зависимость времени эффективной работы бурового станка от продолжительности планового восстановления;

5. Зависимость удельных затрат на обслуживание каждого дополнительного часа производительной работы бурового станка от его производительной работы.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: достаточным объемом статистического материала о работе СП «Эрдэнэт», характеризующего условия и показатели функционирования горных предприятий Монголииудовлетворительной сходимостью результатов в теоретических исследованиях с фактическими данными действующего предприятия (погрешность не более 15% при доверительной вероятности 0,90−0,95) — корректным использованием методов математической статистики.

Новизна результатов исследования заключается в следующем: -в установлении зависимости параметра потока отказов буровых шарошечных станков от срока эксплуатации;

— в разработке математической модели надежности бурового шарошечного станка во время эксплуатации;

— в разработке математической модели динамики старения шарошечных буровых станков;

— в установлении зависимости фактических затрат на обслуживание буровых станков от времени производительной работы;

— в установлении зависимости удельных затрат от времени производительной работы буровых станков, чем подтверждается актуальность увеличения срока их производительной работы.

Научное значение состоит в разработке математических моделей надежности и динамики старения буровых станков, позволивших установить зависимости времени эффективной работы станков от продолжительности планового их восстановления и параметра потока отказов от срока эксплуатации. Практическое значение работы заключается в разработке: -рекомендации по реализации организационных, технических и технологических решений по переходу к системе внутреннего технического сервиса;

— рекомендации по внедрению технологии вибродиагностирования технического состояния горного оборудования и организации данного процесса.

Реализация результатов работы заключается в том, что предлагаемая система внутреннего технического сервиса и комплекс рекомендаций приняты к использованию СП «Эрдэнэт». Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Горного института Монголии при чтении курса лекций по дисциплине «Эксплуатация и ремонт горного оборудования».

Апробация работы. Основное содержание работы, отдельные ее положения были доложены и обсуждены: на техническом совете СП «Эрдэнэт», на Ученом совете Горного института МГУНиТ, в ИГД Монголии.

Публикации. По теме диссертации имеется 2 научных публикаций.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 86 наименований, содержат 28 рисунков, 27 таблиц.

Выводы.

1.Оценка технического состояния горного оборудования на СП «Эрдэнэт» показывает, что современный уровень системы обеспечения работоспособности горного оборудования оценивается как низкий и нестабильный. Анализом выполнения ремонтных работ горного оборудования (по данным 2000 г.) выявлено, что месячные ремонты и сезонное техническое обслуживание экскаваторов и буровых станков, являющиеся основными профилактическими мероприятиями системы ППР, выполняются в объеме, значительно ниже планируемого. Процент выполнения этих ремонтов составляет 70−80%- высоки простои в аварийных ремонтах, достигающие 8−10% календарного фонда временикоэффициент использования календарного времени у бульдозеров фирмы Катерпиллар САТ-составляет 0.49 и 0.41 соответственно в 1999 г.

Анализ стратегий ремонтных воздействий зарубежных стран показывает, что обслуживание и ремонт горного оборудования по его техническому состоянию с использованием методов технической диагностики в сравнении с другими стратегиями позволяет с большей точностью прогнозировать сроки отказов и в 2−3 раза снижать затраты на поддержание оборудования в работоспособном состоянии.

2. Нами произведено исследование параметра потока отказов бурового станка СБШ-250МН в условиях эксплуатации их на СП «Эрдэнэт». Разработана математическая модель динамики старения бурового станка СБШ-250МН, с помощью которой определено среднее время безотказной работы элемента с учётом его старения Зная среднее время работы до отказа узла, детали, можно планировать техническое обслуживание и ремонт машины в целом и разрабатывать ремонтные нормативы с учётом динамики ее старения.

3. Разработана математическая модель зависимости удельных затрат на обслуживание горных машин от производительного времени его работы, что позволяет качественно и экономически обоснованно интерпретировать организационные и технологические решения при формировании и функционировании системы внутреннего сервиса.

4. Обоснованы цель, задачи и функции, а также структура предлагаемой системы внутреннего сервиса. Разработан поэтапный переход энергомеханической службы ремонта СП «Эрдэнэт» от системы ППР на систему внутреннего сервиса горного оборудования, который должен осуществляться в несколько этапов.

5. Разработанный комплекс организационно-технических мероприятий по совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта горного оборудования (бурового станка) на СП «Эрдэнэт», предусматривающий переход на систему внутреннего сервиса с элементами диагностики технического состояния, позволит снизить затраты на бурение 1 п. м скважины на 11%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Диссертация представляет законченную научно-исследовательскую работу, в которой решена актуальная научная задача, заключающаяся в разработке математических моделей надежности и динамики старения бурового станка и установлении зависимостей параметра потока отказов от срока эксплуатации, удельных затрат на обслуживание от времени производительной работы, на основе которых разработаны рекомендации по совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта, позволяющей обеспечивать экономически целесообразный уровень работоспособности буровых шарошечных станков в условиях Монголии.

Основные научные выводы, методические положения, методы и практические рекомендации, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1 .Установлено, что показатели надежности выполнения рабочих функций станков с доверительной вероятностью 0,9 лежат в пределах: -при выполнении функции бурения: наработка на отказ — Тоб=234−312- среднее время восстановления — Твб =47−71- коэффициент готовности — КГб=0.783−0.893 -при выполнении функции перемещения: наработка на отказ — Т0п=104−224- среднее время восстановления — Твп=36−77- коэффициент готовности — Кгп =0.627−0.853. Показатели надежности станков с доверительной вероятностью 0,9 лежат в пределах: наработка на отказ — То=224−290- среднее время восстановленияТв=50−65- коэффициент готовности — Кг=0.743−0.877. Определено, что наименьшей надежностью обладают вращательно-подающий механизм и ходовое оборудование, а наибольшей — оборудование пылеподавления и очистки забоя. Низкой ремонтопригодностью обладает электрооборудование и прочее оборудование с наибольшим средним временем восстановления, равным соответственно 72,9 и 71,4 мин.

2. В связи с тем, что в журналах ремонта отсутствуют отказы со временем их ликвидации 1−40 мин, которые фактически составляют до 45−55% всех отказов по буровым станкам, расчет показателей надежности, базирующийся на одних журнальных данных, приводит к их количественному завышению.

3. Установлено, что коэффициент использования календарный фонд времени буровых станков находится в пределах 0,64−0,70, а простои в плановых и в неплановых ремонтах достигают 20−25%, что обусловлено низким уровнем надежности, сложными горно-геологическими климатическими условиями их эксплуатации, несовершенством действующей системы техобслуживания и ремонта оборудования при отсутствии научно обоснованных нормативов на ремонт.

4. Разработана математическая модель надежности бурового шарошечного станка при эксплуатации, в которой рассмотрен комплексный показатель, характеризующий надежность в целом — коэффициент технического использования Кти в зависимости от времени наработки на отказ и времени восстановления машины.

5. Установлена зависимость параметра потока отказов со (1) буровых шарошечных станков от срока эксплуатации.

6. Разработана математическая модель динамики старения буровых шарошечных станков СБШ-250МН в условиях Монголии, в которой рассмотрено изменение параметра, наиболее полно отражающего динамику старения — параметра потока отказов со (1:) в процессе эксплуатации. С учётом динамики старения узла, детали можно планировать обслуживание и ремонт машины в целом и разрабатывать ремонтные нормативы.

7. Определены зависимости фактических затрат на обслуживание буровых станков и изменения удельных затрат от времени их производительной работы, чем подтверждена актуальность увеличения времени производительной работы.

8. Разработаны рекомендации по реализации организационнотехнических и технологических решений по переходу к СВС, внедрение которой позволит обеспечить экономически целесообразный уровень работоспособности буровых станков и снизить затраты на бурение 1 пог. м скважины на 11%.